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AI和Wi-Fi 6将会对家庭Wi-Fi网络带来什么影响

2020年04月03日 09:27 次阅读

市场研究公司Dell'Oro Group宽带接入和家庭网络高级研究总监Jeff Heynen近日发表长篇博客内容,就AIWi-Fi 6对家庭Wi-Fi网络带来的影响进行了深入分析。他认为,机器学习、AI和Wi-Fi 6的结合,将为服务提供商带来前所未有的能力,从而推动家庭Wi-Fi网络市场的新革命。

以下为Jeff Heynen博客全文内容:

家庭Wi-Fi技术遵循可预测的升级周期,来支持新的无线技术和远程管理功能。但是,升级周期正在加快,因为服务提供商意识到,在宽带竞争日益激烈、利润率逐渐开始下降的当今世界,改善客户的家庭Wi-Fi体验是一个至关重要的需求。

最近和正在进行的家庭网络设备升级的一个主要部分,是集中的、基于云的管理、以及机器学习和人工智能(AI)功能的集成,由此可以更有效地了解家庭网络需求和消耗,并优化家庭内的服务,以确保一致的用户体验。

与此同时,随着机器学习和基于云的CPE管理的引入,Wi-Fi 6正迅速地被集成到下一代家庭网关和路由器中,以提高千兆位时代的物理层吞吐量。为了最大限度地提供理论上最大10Gbps的吞吐量,Wi-Fi 6的主要目标之一是确保客户的Wi-Fi网络不会阻碍高带宽和对延迟敏感的服务的交付,例如云游戏、8K视频和云VR服务等。

机器学习、AI和Wi-Fi 6的结合,为服务提供商提供了一种前所未有的工具集,不仅可以改善他们向家庭宽带用户提供Wi-Fi服务的方式,而且可以基于用户消耗需求改善他们向每个客户提供定制化宽带和Wi-Fi服务的方式。最终结果是家庭Wi-Fi发生了一场强大的新革命。

AI和Wi-Fi 6将会对家庭Wi-Fi网络带来什么影响

使用AI来降低延迟

机器学习和AI结合的最有效领域之一是降低整个家庭Wi-Fi网络的延迟,从而实现包括云游戏和云VR服务之类的高价值服务。

Wi-Fi 6引入了OFDMA(正交频多分址),该技术允许路由器和接入点将多个信道划分为被称为资源单元(RU)的较小分配。然后,每个RU可以被划分为更小的信道,且同时为多个终端设备分配流量。最终结果是降低了联网设备的延迟,并增加了整个无线网络的总吞吐量。

利用OFDMA的粒度,服务提供商可以将他们此前在自己运营商和企业Wi-Fi网络上使用的网络切片功能应用到家庭网络中。在这种场景下,可以将VLAN分配给与特定用户、终端或服务相关联的特定数据包流。使用机器学习,VLAN或网络切片可以根据上行和下行的数据包流以及终端和特定服务的延迟需求进行动态更改。VLAN还可以根据数据包和安全性进行优先级排序,从而使对延迟非常敏感的流量(如云游戏等服务)能够始终获得优先级。此外,VLAN切片可以在使用同一Wi-Fi网络的不同网络切片之间或是使用同一网络切片的不同Wi-Fi终端设备之间提供完全的流量隔离。

一些运营商已经通过推广专用游戏广域网(WAN)来利用这种类型的服务,其网络切片可以确保流量优先级和最低延迟,不仅在整个家庭网络中可以做到这样,而且在整个运营商网络当中也是如此。这是专门为游戏服务提供的WAN加速形式,运营商可以针对此收取额外的费用。

这些运营商也在通过使用机器学习来不断提高其游戏服务的性能。当宽带消耗在一天或一天中的特定时段内出现波动时,运营商可以自动、动态地重新路由高优先级流量。这种情况可能发生在他们自己的网络中,也可能发生在家庭网络中,在家庭中可以快速识别到不太拥挤的Wi-Fi信道,并将其用于传输对延迟敏感的流量。

这些功能超越了多数家庭路由器中包含的现有DPI(深度数据包检测)功能。虽然DPI为路由器提供了快速识别和减轻家庭或物联网环境中安全威胁的能力,但它通常不提供将数据包特征化为特定服务或应用的能力。直接集成到家庭CPE中的AI,根据学习到的流量模型,可以通过预测安全威胁,在这些威胁发生之前就增加额外的安全层。家庭网关上的AI可以识别家庭网络上的终端设备,并检测传入的威胁,识别它们的来源网站和服务器地址。

AI还可以用来提供增强的家长控制功能,这些控制超出了用户配置文件或设备MAC地址管理互联网接入的基本功能。AI可以被用于提供Web内容过滤和文本分析,以识别包含不当内容或潜在有害的电子邮件、社交媒体帖子以及文本信息(在家庭Wi-Fi网络上)。

所有这些基于AI的功能都可以帮助服务提供商以积极的方式改变家庭宽带业务模式。首先,增强的安全性和服务识别功能,可通过减少针对常见的家庭Wi-Fi问题的客服呼叫和昂贵的上门诊断排查,来帮助提高运营效率。其次,先进的安全性、服务,应用识别与优先级,以及内容过滤能力,使服务提供商可以提供差异化服务。此外,随着宽带价格竞争的加剧,服务提供商可以通过提供一系列先进的服务来最大限度地提高客户体验,从而利用这些独特服务带来的优势保持定价。

利用切片和AI来改善物联网安全性

虽然速度、吞吐量和最低延迟是高端游戏和视频服务的主要要求,但是随着传感器和家庭安全设备数量的增加,以及随之而来的安全漏洞威胁,安全性和稳定性在家庭网络中正变得同样重要。因此,就像服务提供商可以提供基于整体性能的Wi-Fi网络切片一样,他们可以为关键任务的家庭物联网设备(包括家庭安全和监控系统)提供Wi-Fi网络切片。这一网络切片将严重依赖于机器学习和AI来识别所有设备的使用情况和数据消耗模式,并预测传感器和设备何时需要软件和固件升级更新,从而确保它们不会出现问题。

但是,除了为高优先级家庭物联网设备创建专用网络切片外,家庭Wi-Fi网络还必须依靠机器学习来了解外部云和移动应用程序何时、以何种频率访问物联网设备。家用CPE中的机器学习算法可以同时监控进出网络的设备的流量,从而建立一个整体的设备和生态系统配置文件,以便为用户快速标记进出物联网设备的异常流量。由此,用户可以决定如何处理潜在的恶意流量和受感染的设备。这个特殊决策可以被学习,并在将来自动应用该决策,从而可以确保用户在面对潜在的黑客攻击和拒绝服务攻击时,其设备仍将保持安全。

由于物联网设备通常没有处理能力和存储能力来维护恶意软件签名库,因此安全性的责任越来越多地落在了应用程序提供商或网络运营商身上。随着宽带用户越来越依赖于家庭中的物联网设备,他们为确保这些设备的安全性和稳定性而支付额外费用的意愿可能会提升。

网络运营商可以将机器学习的强大功能与Wi-Fi 6的附加功能结合起来,将物联网设备管理服务进行打包,作为托管Wi-Fi服务的一部分或补充。具体来说,Wi-Fi 6包含了一个名为“目标唤醒时间”(TWT)的功能。TWT允许家庭网关为物联网设备设置一个时间表,让它们通过ping操作来报告其状态。因此,不同设备不必为完成其通信而争夺信道频谱。可以确保每个设备都有一个最佳的时间点来ping路由器,并且它可以在较长一段时间内保持省电休眠模式。

机器学习、Wi-Fi 6和基于云的家庭网络与物联网设备管理的结合,为服务提供商提供了一个强大的解决方案,以确保其客户不断增长的物联网和家庭安全和监控设备的性能、可靠性和安全性。

FTTH网络成为AI和Wi-Fi 6的重点关注领域

FTTH网络部署在全球范围内持续扩大。这样做的原因不仅仅是为了提高速度和搭建面向未来的网络。这些原因还包括由于网络的基础稳定性而使服务和应用具备灵活性成为可能。运营商可以在他们的FTTH网络上交付更广泛的应用和服务,因为他们可以在这些应用程序被大量使用时或者预期将被频繁使用时,动态地将带宽分配给这些单独的应用程序。

但是,如果没有能够按照服务或应用程序类型来处理、识别和预测数据包的ONT,那么端到端的灵活性是无法实现的。在当今大多数的FTTH网络中,服务提供商在物理光纤终端上仍然依赖于基本的桥接ONT,然后依赖于一个单独的路由器来提供数据和应用程序的智能路由和管理。但是服务提供商现在意识到,将这些功能与AI功能集成到一个智能ONT中,将使他们拥有按应用分配带宽的能力,同时可以识别、预测和纠正家庭网络本身的瓶颈,并为家庭用户以及家庭网络中所有的物联网设备提供一个额外的安全层。

AI和Wi-Fi 6的结合可以帮助将特定服务的延迟降低50%以上,这对于敏感的、高优先级的应用(例如在线游戏、4K/HDR和8K视频以及远程教育等)至关重要。在网络中拥有这些设备并提供这些服务的运营商,通过提供有保证的QoE(体验质量)来保持关键的竞争优势。这种保证可以带来更高的ARPU和更高的客户满意度。

尽管整个行业仍处于改善提供给家庭以及家庭内部的网络连接和服务的早期阶段,但推出或计划推出这些能力的运营商名单正持续增长。这是说得通的,特别是当用户越来越依赖于其家庭宽带来处理重要的应用程序时,以及当这些用户正越来越了解带宽、吞吐量和延迟如何对每个应用程序产生影响时。

AI和Wi-Fi 6:家庭网络的未来

5G的热潮中,全球都在做出新的努力来加强Wi-Fi的电信级能力,并将其扩展到家庭环境中。如今,家庭宽带和Wi-Fi已成为用户的代名词。你很少只有一个而没有另一个。就像服务提供商已经提高了其固定宽带网络的吞吐量、可靠性和安全性一样,他们在未来几年的重点是在家庭Wi-Fi网络上做同样的事情。

新兴的Wi-Fi 6网关设备和技术,以及基于云的管理和机器学习原理的结合,使家庭Wi-Fi网络坚如磐石成为一个可以实现的目标。这不仅可以提高服务提供商在其宽带用户中的声誉,而且通过全面托管的Wi-Fi服务产品以及通过针对特定用户配置文件的单独服务层,开辟了新的收入机会。

对于家庭网络场景,华为已经做了很多创新,华为提供了业界首个eAI ONT系列,可以通过AI技术智能识别家庭用户的服务类型。通过创新的Wi-Fi 6切片和优化的技术,ONT可以将特定服务的延迟降低50%以上,从而为游戏、线上学习、家庭/SOHO办公等高优先级服务实现零帧冻结,通过利用这一优势,运营商可以推出具有保证体验的增值服务,以提高家庭宽带用户的ARPU。

目前,泰国的3BB项目采用了华为的eAI ONT,帮助3BB打造了提供最佳游戏体验的家庭宽带网络。
责任编辑;zl

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